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03.10.2022

02.09.2022

Schwebende Nanopartikel - neuen Mechanismus bei lichtinduzierter Verbindung entdeckt

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Nur von einem Lichtstrahl gehalten schweben Nanopartikel im Raum und setzen scheinbar die Gesetze der Physik außer Kraft. In Experimenten konnten Forschende der UDE gemeinsam mit Partnern aus Wien einen völlig neuen Mechanismus in der lichtinduzierten Verbindung von Nanopartikeln beobachten. Ihre Forschungsergebnisse erscheinen nun im renommierten Science Magazin.

Die Glaspartikel, die Quantenphysiker wie von Geisterhand schweben lassen können, sind echte Winzlinge. Sie sind 1000-mal kleiner als ein Sandkorn. Angestrahlt von einem Laser werden die Nanopartikel von dessen Licht angezogen und schweben im Raum. Für diese "optische Pinzette" gab es 2018 den Nobelpreis in Physik.

Im Experiment, welches das Wiener Team um Dr. Uros Delic durchgeführt hat, wurde nun nachgewiesen, was Dr. Benjamin Stickler und seine Kollegen von der UDE in ihren theoretischen Berechnungen bereits vermuteten: zwei vom Laserlicht festgehaltene Glaspartikel können Kräfte aufeinander ausüben, die scheinbar gegen Newtons drittes Gesetz von Aktion gleich Reaktion verstoßen.

Im Experiment zeigte sich, dass ein Nanopartikel zwar auf das andere einwirkt, letzteres aber nicht im gleichen Maß reagiert. "Die Gesetze der Physik werden aber nur scheinbar ausgehebelt. Tatsächlich wird ein Teil des Lichts in dieser außergewöhnlichen Wechselwirkung weggetragen. Das erklärt die fehlende Reaktion des zweiten Partikels", so der an der Studie beteiligte Promotionsstudent Henning Rudolph. Diese Berechnungen und Experimente sind Grundlagenforschung. Dennoch gibt es Überlegungen, optisch schwebende Nanoteilchen als sehr genaue Bewegungssensoren einzusetzen.

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Quelle: Universität Duisburg-Essen